Алкалоиды из Berberis densiflora

АННОТАЦИЯ

Изучен алкалоидный состав листьев Berberis densiflora Boiss. Из листьев хроматографичеким путем выделены алкалоиды берберин, b-аллокриптопин, оксиакантин, глауцин, таликмидин, изокоридин, О-метилкорипаллин, а также денсинин и денсиберин. Изучением спектральных данных и химических превращений установлено строение алкалдоидов денсинина и денсиберина. Все известные алкалоиды, кроме берберина, впервые выделены из растения данного вида, b-аллокриптопин и О-метилкорипаллин – из рода Berberis.

ABSTRACT

Studied alkaloid composition sheet Berberis densiflora Boiss. Тhey are chosen berberine, b-allokriptomine, oksiakantine, glautsine, talikmidine, izokoridine, О-metylkorripalline, densinine and densiberine. The study spectral data and chemical conversions are installed construction alkaloids of densinine and densiberine. All are a known alkaloids, except berberine, are for the first time chosen from plant given type, b-allokriptomine and О-metylkorripalline for the first time from sort Berberis.

Kлючевые слова: химия, соединение, алкалоиды, растения, физиологически активные, гетероциклические, природные, алкалоиды, бензилизохинолины.

Keywords: chemistry, compounds, alkaloids, plants, physiologically active, heterocyclic, natural, alkaloids, benzilizohinolines.

Введение. Растения рода Berberis L. (семейство Berberidaceae) являются одними из широко распространённых на земном шаре. Названия их произошло от местности Берберия (Африка). На территории СНГ основное флористическое разнообразие сосредоточено в Средней Азии – 9 видов, на Кавказе встречается 3 вида, а в Сибири и на Дальнем Востоке – по 1 виду.

Материалы.  Berberis densiflora Boiss. et Buhse (барбарис густоцветковый, сем. Berberidaceae) - колючий кустарник, высотой 2-4 метра, произрастает в Закавказье, а также на юге Туркменистана [1] и является хорошим медоносом. Ранее из корней этого растения выделен берберин [2]. Авторами установлено, что содержания алкалоидов в надземной части растений выше в период начале вегетации и заметно снижается к периоду плодоношении [3]. Такая динамика алкалоидов сохраняется и в растениях рода Berberis.

Продолжая исследования растений рода Berberis, мы изучили алкалоидный состав листьев В.densiflora, собранных в фазу конец цветения на Юго-Западном Копетдаге, в ущелье Айдары (Туркменистан).

Методика эксперимента и обсуждение полученных результатов. Хлороформной экстракцией сырья получили 0.15% суммы оснований: 0.1% эфирной и 0.05% хлороформной. Для выделения и идентификации полученных алкалоидов использовали традиционные методы хроматографии: колоночная и тонкослойная хроматография. При этом, как адсорбент, применяли окись алюминия - Al₂O₃ и силикагель – SiO₂ активированные по Брокману (II).

Хроматографированием на колонке с окисью алюминия из эфирной суммы выделили алкалоиды глауцин, таликмидин. изокоридин, оксиакантин, О-метилкорипаллин и денсинин (1), а из хлороформной суммы - берберин, b-аллокриптопин и денсиберин виде хлорида (2).

Денсинин (1) - основание нефенольного характера, кристаллизуется из спирта. УФ-спектр 1 имеет максимумы, характерные для замещенных b- фенетиламинов. В ИК-спектре наблюдаются полосы поглощения активного водорода при 3319 см^-1, амиднокарбонильной группы и ароматического кетона при 1635 и 1673 см^-1 соответственно. Масс-спектрометрический распад денсинина напоминает таковой N-ацетилгомовератриламина, выделенного из B.oblonga [3]. Анализируя масс-спектры b-фенетиламинов, установлено, что основным направлением их распада под электронным ударом является разрыв связи С_a–С_b и С_a–N. Разрыв последней связи дает представление о заместителе при азоте.

В случае денсинина наблюдается такой же распад с образованием ионов с m/z 194 (С_a–С_b) и 206 (С_a–N).

В ПМР-спектре денсинина, снятом в CDCI₃, трехпротонный синглет при 1.86 м.д. принадлежит N-ацетильной группе, второй синглет в 3Н при 2.56 м.д. можно отнести к протонам СН₃–СО–Аr -группы [4]. При 2.94 и 3.49 м.д. проявляются сигналы двух метиленовых групп, первый в виде двухпротонного триплета с ³J=6 Гц (H–C_b) и второй в виде двух однопротонных триплетов с ³J=6 Гц (Н–С_a) с общей интегральной интенсивностью в две протонные единицы. Проявление сигналов С–a протонов в виде двух триплетов можно объяснить заторможенной инверсией неподеленной пары электронов на азоте. Протоны двух метоксильных групп проявляются при 3.88 м.д. в виде шестипротонного синглета. В ароматической области спектра наблюдаются два однопротонных синглета от пара-расположенных ароматических протонов при 6.73 и 7.14 м.д. (Н-6, Н-3), а протон NH-группы дает широкий синглет при 6.66 м.д.

Вероятно, 1 представляет собой биогенетический предшественник простых изохинолиновых алкалоидов. Не исключен и альтернативный путь его биогенеза. Это соединение можно рассматривать как секотетрагидроизохинолин, т. е. окисленный продукт 1-метил-N- ацетилтетрагидроизохинолиновых алкалоидов. С этой точки зрения 1 является представителем изохинолиновых оснований секоизохинолинового типа.

В УФ-спектре денсиберина (2) имеются максимумы при 222, 256 и 317 нм. В масс-спектре пик молекулярного иона незначителен, а интенсивными являются пики ионов (М–1)⁺ и (М–16)⁺ с m/z 353 и 338 соответственно. В ПМР-спектре основания 2, снятом в CDCI₃, сигнал N-метильной группы проявляется более слабом поле при 4.49 м.д. в виде трехпротонного уширенного синглета. Это свидетельствует о четвертичности атома азота. В спектре имеются также сигналы четырех метоксильных групп и двухпротонный синглет метиленовой группы бензильной части молекулы. В ароматической области спектра обнаруживаются сигналы семи ароматических протонов. Два однопротонных дублета в слабом поле при 8.24 и 8.68 м.д. с КССВ J=6.0 характерны для протонов H-4 и Н-3 1-бензилизохинолиновых алкалоидов.

Мы синтезировали N-метилпапавериниодид с т.пл. 132-134° и пропусканием его через колонку, наполненную анионитом в С1-форме, получили N-метилпапаверинхлорид с т.пл. 154-156° из СН₃ОН–(СН₃)₂СО 1:1 и 156-157° из С₂Н₅ОН. Образовавшийся продукт оказался идентичным полученному нами природному соединению 2.

Следует отметить, что восстановление 2 NaBH₄ в спирте дало продукт, идентичный лауданозину.

Экспериментальная часть.  Разделение суммы алкалоидов. Хлороформной экстракцией 1.07 кг листьев получили 1.61 г суммы оснований. 1.09 г эфирной суммы хроматографировали на колонке с окисью алюминия в соотношении 1:30. Элюирование проводили хлороформом и смесью хлороформа с метанолом в различных соотношениях. Из хлороформных элюатов выделили 0.01 г глауцина, 0.16 г таликмидина, 0.09 г изокоридина и 0.02 г О- метилкорипаллина. Из фракций, элюированных смесью хлороформ-метанол (98:2) - оксиакантин (0.06 г) и денсинин (0.02 г).

Денсинин (1) - C₁₄H₁₉NО₄, т.пл. 128-129° (ЕtОН).

УФ-спектр (EtOH, l_max, нм): 231, 274, 310.

ИК-спектр (KBr, n, см^-1): 3319, 1673, 1635, 1451, 1300.

Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ; m/z; 1_отн, %): 265(М⁺, 40), 206(100), 194(90), 192(70), 179(90), 164(50), 151(40), 149(40).

Хлороформную сумму (0.52 г) делили на колонке с 15 г силикагеля. При элюировании смесью хлороформа с метанолом в соотношении 96:4 выделили 0.01 г берберина в виде хлорида, 0.02 г b-аллокриптопина и 0.04 г денсиберина в виде хлорида.

Денсиберинхлорид (2) – C₂₁H₂₄N⁺О₄, т.пл. 156-157° (ЕtOН).

УФ-спектр (ЕtOН, l_max, нм): 222, 256, 317.

Масс-спектр (ЭУ, 70 эВ; m/z; I_отн, %): 354(М⁺, 8), 353([М-1]⁺, 50), 340(15), 339(75), 338([М-16]⁺, 100), 325(25), 324(90), 151(60), 142(50).

ПМР (100 МГц; CDCI₃, d, м.д., J, Гц, 0-ГМДС): 3.74, 3.79, 3.96, 4.10 (по 3Н, с, 4OСН₃), 4.49 (3Н, уш.с, N⁺–CH₃), 5.05 (2Н, с, СН₂), 6.19 (1Н, д.д, J=9.0, 2.0, Н-6'), 6.65 (1Н, д, J=9.0, Н-5'), 6.95 (1Н, д, J=2.0, Н-2'), 7.46, 7.61 (по 1Н, с, Н-5, Н-8), 8.24, 8.68 (по 1Н, д, J=6.0, Н-4, Н-3).

Получение N-метилпапавериниодида. К 0.65 г папаверина добавили 4 мл МеОН и 2 мл CH₃I. Реакционную смесь кипятили в течение 1.5 ч на водяной бане. При упаривании под вакуумом получили осадок (0.85 г), который кристаллизовали из смеси метанол-ацетон (1:1). Получили 0.63 г кристаллического N-метилпапавериниодида с т.пл. 132-134°.

Получение N-метилпапаверинхлорида. 0.5 г N-метилпапавериниодида растворили в 10 мл МеОН. Метанольный раствор пропустили через колонку, наполненную 2 г анионита марки IRA-400 (С1-форма), приготовленного по методике. Получили 0.45 г. N-метилнапаверинхлорида. (выход-90%), т.пл. 154-156° (МеОН–(Ме)₂СО, 1:1), 156-157° (EtOH). Полученный продукт идентичен 2 по температуре плавления смешанной пробы, а также по ТСХ (система хлороформ-метанол, 9:1, SiO₂).

Получение лауданозина. 35 мг 2 растворили в 2 мл спирта и добавили 0.1 г NаВН₄. Реакционную смесь кипятили в течение 1 ч. После упаривания спирта остаток растворили в воде и обработали эфиром. Эфирное извлечение упарили, остаток кристаллизовали из спирта, получили продукт с т.пл. 89 - 90°, идентичный лауданозину (температура плавления смешанной пробы и ТСХ в системе С₆Н₅–С₂Н₅ОН 9:1 на слое Al₂O₃).

Заключение. Приведенные выше данные позволяют предположить, что 1 имеет структуру N,2-диацетил-4,5-диметокси-b-фенетиламина. Таким образом, денсинин (1) является представителем подгруппы 3-фенетиламиновых оснований с заместителем в положении 2.

Совокупность приведенных данных позволяет предположить, что основание 2 является N-метилным производным 1-бензилизохинолинового алкалоида папаверина.

Следовательно, денсиберин (2) является четвертичным алкалоидом N-метилпапаверинхлоридом и найден в природе впервые.

Список литературы:
1. «Растительные ресурсы СССР». «Наука». Ленинград. – 1985. – 26 стр.
2. Найдович Л.П., Васильева В.Д.//«Фармация». – 1976. – № 25. – 33 стр.
3. Цыпышева И.П., Галкин Е.Г., Ковальская А.В., Петрова П.Р., Байкова И.П., Галин Ф.З., Федоров Н.И. // Журнал «Химия растительного сырья». – 2015. – № 3. – 65-69 стр.
4. Каримов А., Левкович М.Г., Абдуллаев Н.Д., Шакиров Р. Ш.//Журнал «Химия природных соединений». – 1993. – № . – 424 стр.
5. Наканиси К.//«Инфракрасные спектры и строение органических соединений». «Мир». – Москва. – 1965. – 164 стр.